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[레포트] 산화-환원 적정; 과망간산법

Title: 산화-환원 적정: 과망간산법
Introduction: 과망간산 칼륨과 과산화 수소의 산화-환원 반응을 이용해서 과산화 수소의 순도를 결정한다.
Principle & Theory

1. 산화 환원의 정의

ㄱ. 산소와 수소의 결합과 분리에 따른 산화-환원
i) 산화: 산소와 결합하거나 수소를 잃는 화학 반응
ex) 2Mg +O2 -` 2MgO : Mg이 산소와 결합
2HI -` H2 +I2 : HI에서 H를 잃었다.
ii) 환원: 산소를 잃거나 수소와 결합하는 화학반응
ex) N2 +3H2 -` 2NH3 : N2가 H와 결합
CuO +H2 -` Cu +H2O : CuO가 산소를 잃었다.

ㄴ. 전자의 이동에 따른 산화-환원
=` 산소와 수소가 관여하지 않는 반응에서 사용 할 수 있다.
i) 산화 : 물질이 전자를 잃는 화학 변화
...Title: 산화-환원 적정: 과망간산법
Introduction: 과망간산 칼륨과 과산화 수소의 산화-환원 반응을 이용해서 과산화 수소의 순도를 결정한다.
Principle & Theory

1. 산화 환원의 정의

ㄱ. 산소와 수소의 결합과 분리에 따른 산화-환원
i) 산화: 산소와 결합하거나 수소를 잃는 화학 반응
ex) 2Mg +O2 -> 2MgO : Mg이 산소와 결합
2HI -> H2 +I2 : HI에서 H를 잃었다.
ii) 환원: 산소를 잃거나 수소와 결합하는 화학반응
ex) N2 +3H2 -> 2NH3 : N2가 H와 결합
CuO +H2 -> Cu +H2O : CuO가 산소를 잃었다.

ㄴ. 전자의 이동에 따른 산화-환원
=> 산소와 수소가 관여하지 않는 반응에서 사용 할 수 있다.
i) 산화 : 물질이 전자를 잃는 화학 변화
ex) Mg -> Mg2+ + 2e-
ii) 환원 : 물질이 전자를 얻는 화학 변화
ex) Cu2+ + 2e- -> Cu

ㄷ. 산화와 환원의 동시성
=> 산화-환원 반응에서 전자를 잃는 물질이 있으면 반드시 그 전자를 얻는 물질이 있으 므로 산화-환원 반응은 반드시 동시에 일어나야 한다.
K , Ca , Na , Mg , Al , Zn , Fe , Ni , Sn , Pb , H , Cu , Hg , Ag , Pt , Au
<---------이온화 경향 크다. 이온화 경향 작다--------->
산화 <-------- --------> 환원
금속의 이온화 경향과 산화-환원
=> 왼쪽으로 갈수록 산화가 잘 된다.

2. 산화수와 산화-환원
=> 산화수는 전자의 이동이 뚜렷하지 않아 설명하기 힘들었던 공유결합 물질 등이 포함 된 화학반응에서 산화-환원 반응을 설명하기 위해서 도입된 개념이다.

ㄱ. 산화수의 개념 : 산화수란 어떤 물질의 성분원소가 그 물질속에서 어느 정도로 산화 또 는 환원되었는지를 나타내는 수치이다.
i) 전자를 잃은 산화상태 : (+)의 산하수
ii) 전자를 얻은 환원상태 : (-)의 산하수
iii) 이온결합물질 : 각 원자의 산화수는 그 원자가 이온으로 될 때의 전하와 같다.
iv) 공유결합물질 : 전기 음성도가 더 큰 원자가 공유 전자쌍을 모두 차지하는 것으로 가정할 때, 각 원자가 가지는 전하와 같다.

ㄴ. 산화수 구하는 방법
i) 홑원소 물질을 구성하는 원자의 산화수는 모두 0이다.
ii) 화합물을 구성하는 원자들의 산화수의 통합은 0이다.
iii) 라디칼 이온을 구성하는 원자들의 산화수의 통합은 라디칼이온의 전하수와 같다.
iv) 단원자 이온의 산화수는 그 이온의 전하수와 같다.
v) 대부분의 화합물에서 수소의 산화수는 +1이나, 금속수산화물에서는 -1이다.
vi) 대부분의 화합물에서 산소의 산화수는 -2이나, 과산화물에서는 -1이고 일부 다른 산 화수를 갖기도 한다.

ㄷ. 산화수에 의한 산화-환원
i) 산화 : 물질의 산화수가 증가하는 화학변화
ii) 환원 : 물질의 산화수가 감소하는 화학변화

3. 산화제와 환원제 : 산화-환원 반응에서 다른 물질을 환원시키고 자신은 산화되는 물질을 환원제라 하고 다른 물질을 산화시키고 자신은 환원되는 물질을 산화 제라고 한다.
ㄱ. 산화력과 환원력의 상대적 세기
=> 산화제의 산화력과 환원제의 환원력의 세기는 전자를 주고 받는 경향에 따라 달라지 므로 상대적이다. 따라서 같은 물질이라도 산화제로 작용할 수도 있고, 환원제로 작 용할 수도 있다.
예를 들어 SO2는 보통 환원제로 작용하지만 산화제로 작용하기도 한다.
i) SO2가 환원제로 작용한 경우 ii) SO2가 산화제로 작용한 경우
H2O +SO4 -> H2SO4 SO2 +2H2S -> 2H2O +2S

ㄴ. 산화제와 환원제로 쓰이는 물질
i) 산화제로 주로 쓰이는 물질 : 전자를 얻는 성질이 강한 비금속원소(F2, O2)
산화수가 높은 원소를 포함한 화합물(KMnO4, K2Cr2O2)
ii) 환원제로 주로 쓰이는 물질 : 전자를 내놓는 성질이 강한 금속 원소(Na, K, Ca)
산화수가 낮은 원소를 포함한 화합물(H2S, SnCl2)

4. 산화-환원 적정 : 산화-환원 반응을 이용하여 농도를 알고 있는 표준물질로 농도를 모르 는 물질을 적정하여 그 농도를 알아내는 실험적 방법이다.
(환원제가 주는 전자 수 = 산화제가 받는 전자 수)
n M V = n` M` V`
( n,n` = 1몰당 전자 수 , M,M` = 용액의 농도 , V,V` = 용액의 부피)


자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/detail.asp?pk=11038220&sid=ddangkung&key=